JP2007193618A - フラッシュメモリーの分散書き込み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラッシュメモリーの使用寿命が延びるフラッシュメモリーの分散書き込み方法を提供する。
【解決手段】フラッシュメモリーの物理領域を第一領域と第二領域に分割し、第一領域はデータを含む論理領域と複数の補助領域、第二領域はデータを含まない領域で書き込みに用い、データを書き込む時は、第一領域の補助領域から予定補助領域を選択し、他の非予定補助領域内より物理ブロックを選定し、第二領域２より物理ブロックを選定し、書き込みの物理ブロックとし、もし書き込み回数が予定値の倍数になる場合は、他の物理ブロックと交換し第二領域としてその物理ブロックに書き込み、更に第一領域内で選定される物理ブロックのデータを第二領域の物理ブロックに書き込み、第一領域が選定する物理ブロックを第二領域に移動し、第二領域の既にデータの書き込まれた物理ブロックは第一領域に移動して各ブロックの書き込み回数を分散させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、書き換え可能な物理ブロックの書き込み方法であり、各ブロックの書き込み回数を分散することによりフラッシュメモリーの使用寿命を延長することを特徴としたフラッシュメモリーの分散書き込み方法に関する。

フラッシュメモリーは世に出て以来、低消耗不揮発性、耐震、高保存密度等の魅力的な特性により、多くの可携帯性装置内において、徐々にＥＥＰＲＯＭ或いは電池式メモリーに取って代わり、更に現在の半導体技術の日々の進歩により、フラッシュメモリーの保存密度と伝送速度は更に飛躍的な成長を遂げ、こうしてフラッシュメモリーの応用は広がり更にハードディスク等の従来の保存媒体にも取って代わることができるが、但しフラッシュメモリーの保存方式は、フラッシュメモリー自体の構造設計に関係し制限を受け、読み込み時は、一つのページを単位とし、各ページ内の任意の位置よりデータの読み取りを開始し、書き込み時は、ブロックを単位とする必要があり、全てのブロックを消去した後にページ毎の書き込みが可能となり、この場合は一つのブロックより小さいデータを処理する時、フラッシュメモリーの構造は制限を受け、保存方式を設定する必要がある。
一般のフラッシュメモリーが実行するローレベルフォーマットのステップは、フラッシュメモリー内の各物理アドレスが相対する論理アドレスに書き込まれ、正確な論理アドレスと物理アドレスの対応付けがされ、一つの論理アドレスに一つの物理アドレスが対応され、使用時にいくつかの論理アドレスに絶えず重複した書き込みがされる場合、順番に交換される物理ブロックも一つの範囲内に限定され、書き込み領域が集中する問題を招き、フラッシュメモリーの使用寿命を低下させ、図５，６に示すように、該フラッシュメモリーは第一領域Ａ１と第二領域Ａ２に分割されてなり、第一領域Ａ１はデータを含む論理領域であり、第二領域Ａ２はデータを含まない論理領域であると共に特に書き込み時のローテーションに用いられてなり、フラッシュメモリーにデータを書き込む時、先ず第二領域Ａ２の持つ物理ブロック内から書き込みたい物理ブロックＡ２１を選択し、データを物理領域Ａ２１に書き込み、データが物理領域Ａ２１に書き込まれた後、第一領域Ａ１に移動し物理ブロックＡ１１と交換され、物理ブロックＡ１１は第二領域Ａ２内に移動し、空き領域に変更されてなるが、この方式は第一領域Ａ１の一部分のブロック内のデータを変更するだけであり、第一領域Ａ１の一部分のブロックと第二領域Ａ２の物理領域Ａ２１が順番に書き込みされ、一部分のブロックに対し頻繁な書き込みがされ、各ブロックに書き込む回数が不均等であるだけではなく、メモリーの管理する効率も非効率的であり、フラッシュメモリーの使用寿命を短縮させる。
フラッシュメモリーの管理方式を改善できれば、システムの効能の向上、フラッシュメモリーの使用寿命の延長、システムの消耗電量の減少を期待することが可能となるので、このような技術が当該技術分野では要望されていた。
特表２００５−５３１８４２号公報

本発明は前述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、システムの効能が向上し、フラッシュメモリーの使用寿命が延長し、システムの消耗電量が減少するフラッシュメモリーの分散書き込み方法を提供するものである。

前記の課題を解決するために、本発明のフラッシュメモリーの分散書き込み方法は、フラッシュメモリーの物理領域を第一領域と第二領域に分割してなり、第一領域はデータを含む論理領域としてなると共に、第一領域は複数の補助領域が構成されてなり、第二領域はデータを含まない領域としてなり、書き込み時のローテーションに用いられてなり、フラッシュメモリーにデータを書き込む時は、
（Ａ）第一領域１より非予定補助領域１１内の物理ブロック１１１を選定
（Ｂ）第二領域２より書き込み物理ブロック２１として物理ブロック２１を選定
（Ｃ）書き込み回数が予定値の倍数であるかを判断し、倍数であれば、下記のステップ（Ｄ）を実行し、倍数でなければ、下記のステップ（Ｅ）を実行
（Ｄ）その他の物理ブロック２１を第二領域２の書き込みブロックとして交換
（Ｅ）第一領域１が選定する物理ブロック１１１のデータを第二領域２の物理ブロック２１に書き込み
（Ｆ）第一領域１が選定する物理ブロック１１１を第二領域２に移動し、第二領域２のデータの書き込まれた物理ブロック２１を第一領域１に移動するステップに従い実行するフラッシュメモリーの分散書き込み方法である。
このように、フラッシュメモリーの物理ブロックを第一領域と第二領域に分割し、第一領域を複数の補助領域が構成する論理領域、第二領域はデータを含まない領域とし、フラッシュメモリーにデータを書き込む時、もし、書き込み回数が予定値の倍数になる場合は、他の物理ブロックと交換し第二領域としてその物理ブロックに書き込み、更に、第一領域内で選定される物理ブロックのデータを第二領域の物理ブロックに書き込み、第一領域が選定する物理ブロックを第二領域に移動し、第二領域の既にデータの書き込まれた物理ブロックは第一領域に移動し、このように論理ブロックと物理ブロックに弾性な対応を形成可能にして各ブロックの書き込み回数を分散させるだけでなく、フラッシュメモリーの使用寿命を効果的に延長させることができる。

すなわち、請求項１の発明は、フラッシュメモリーの物理領域を第一領域と第二領域に分割してなり、第一領域はデータを含む論理領域としてなると共に、第一領域は複数の補助領域が構成されてなり、第二領域はデータを含まない領域としてなり、書き込み時のローテーションに用いられてなり、フラッシュメモリーにデータを書き込む時は、下記の、
（Ａ）第一領域１より非予定補助領域１１内の物理ブロック１１１を選定、
（Ｂ）第二領域２より書き込み物理ブロック２１として物理ブロック２１を選定、
（Ｃ）書き込み回数が予定値の倍数であるかを判断し、倍数であれば、下記のステップ（Ｄ）を実行し、倍数でなければ、下記のステップ（Ｅ）を実行、
（Ｄ）その他の物理ブロック２１を第二領域２の書き込みブロックとして交換
（Ｅ）第一領域１が選定する物理ブロック１１１のデータを第二領域２の物理ブロック２１に書き込み、
（Ｆ）第一領域１が選定する物理ブロック１１１を第二領域２に移動し、第二領域２のデータの書き込まれた物理ブロック２１を第一領域１に移動、
するステップ（Ａ）乃至（Ｆ）に従い実行されてなることを特徴としたフラッシュメモリーの分散書き込み方法である。
請求項２の発明は、前記第一領域が選定する物理ブロックは第二領域に移動された後に直ちに第二領域の物理ブロックとしてなることを特徴とした、請求項１に記載のフラッシュメモリーの分散書き込み方法である。
請求項３の発明は、前記第二領域の既にデータの書き込まれた物理ブロックは第一領域に移動された後に直ちに第一領域の物理ブロックとしてなることを特徴とした、請求項１に記載のフラッシュメモリー分散書き込み方法である。

本発明のフラッシュメモリーの分散書き込み方法によれば、書き込み回数が予定された値の倍の数に達する時、第二領域２が選定し書き込もうとする物理ブロック２１は他の物理ブロック２１と交換され、第二領域２はその物理ブロック２１に書き込み、フラッシュメモリーを一定の書き込み回数毎に第二領域２の物理ブロック２１と更新させ、第一領域１の物理ブロック１１１と第二領域２の物理ブロック２１の書き込み回数を均等に分散するだけではなく、フラッシュメモリーの使用寿命を効率的に延長することができるという効果が得られる。

本発明の好適なフラッシュメモリーの分散書き込み方法の実施例を、図面を参照して説明する。
本発明の実施例のフラッシュメモリーの分散書き込み方法の概略は、図１にしめすように、フラッシュメモリーの物理ブロックを第一領域１と第二領域２に分割してなり、該第一領域１はデータを含む論理領域にてなり、第一領域１は複数の補助領域１１より構成されてなると共に、補助領域１１は複数の物理ブロック１１１を均等に設けてなる。該第二領域２はデータを含まない領域にてなり、第二領域２は特に書き込み時のローテーションに用いられてなると共に、第二領域２は複数の物理ブロック２１を設けてなる。
図２、３に示すように、フラッシュメモリーにデータを書き込む時、第一領域１の複数の補助領域１１から予定補助領域１１を選択し、他の非予定補助領域１１内より物理ブロック１１１を選定し、第二領域２内より物理ブロック２１を選定し、書き込み時のローテーションをする物理ブロック２１とし、続いて該フラッシュメモリーの書き込み回数が予定値の倍数であるかどうかを判断し、もし、該フラッシュメモリーの書き込み回数が予定値の倍数になる場合は、第二領域２が選定し書き込もうとする物理ブロック２１を他の物理ブロック２１と交換して第二領域２が書き込む物理ブロックとする。
逆に、もし、該フラッシュメモリーの書き込み回数が予定値の倍数にならない場合は、第二領域２が書き込もうとする領域と交換を必要とせず、第一領域１の物理ブロック１１１と第二領域の物理ブロック２１を均等に選定した後、第一領域１内の選定の物理領域１１１のデータを第二領域２の物理ブロック２１に書き込む。
そして、データの書き込みが完成した後、第一領域が選定した物理ブロック１１１を第二領域２に移動すると共に、第二領域２の既にデータが書き込まれた物理ブロック２１を第一領域１に移動し、第一領域１が選定した物理ブロック１１１は第二領域２に移動した後に第二領域２の物理ブロック２１としてなると共に、第二領域２の既にデータが書き込まれた物理ブロック２１は第一領域に移動した後に第一領域１の物理ブロック１１１としてなる。

前述したように、フラッシュメモリーの書き込み回数が予定された値の倍の数になる時、第二領域２の物理ブロック２１は均等に更新され、第一領域１の物理ブロック１１１と第二領域２の物理ブロック２１の書き込み回数を平均的に分散することでき、フラッシュメモリーの使用寿命を延長し、公知のフラッシュメモリーにおける予定された個数の物理ブロックのローテーションが作り出す各ブロックの書き込み回数の不均等及びメモリー管理の効率の悪さを解決する。

図４に示すように、本発明(実施例)のデータ書き込み時は、以下のステップ４００〜４０７を実行する。
４００：開始
４０１：第一領域１より非予定補助領域１１内の物理ブロック１１１を選定
４０２：第二領域２より書き込む物理ブロック２１として物理ブロック２１を選定
４０３：書き込み回数が予定値の倍数であるかを判断し、倍数であれば、ステップ４０４を実行し、倍数でなければ、ステップ４０５を実行
４０４：その他の物理ブロック２１を第二領域２の書き込みブロックとして交換
４０５：第一領域１が選定する物理ブロック１１１のデータを第二領域２の物理ブロック２１に書き込み
４０６：第一領域１が選定する物理ブロック１１１を第二領域２に移動し、第二領域２のデータの書き込まれた物理ブロック２１を第一領域１に移動
４０７：完成

前述したように、本実施例のフラッシュメモリーの分散書き込み方法は、実際使用する時に以下の長所を備えている。
書き込み回数が予定された値の倍の数に達する時、第二領域２が選定し書き込もとする物理ブロック２１は他の物理ブロック２１と交換され、第二領域２はその物理ブロック２１に書き込み、フラッシュメモリーを一定の書き込み回数毎に第二領域２の物理ブロック２１と更新させ、第一領域１の物理ブロック１１１と第二領域２の物理ブロック２１の書き込み回数を均等に分散するだけではなく、フラッシュメモリーの使用寿命を効率的に延長することができる。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができるのは勿論である。

本発明(実施例)の工程図である。 本発明のデータ書き込みの説明図（１）である。 本発明のデータ書き込みの説明図（２）である。 本発明のデータ書き込みの動作フロー図である。 公知のデータ書き込みの説明図（１）である。 公知のデータ書き込みの説明図（２）である。

符号の説明

１ 第一領域
１１ 補助領域
１１１ 物理ブロック
２ 第二領域
２１ 物理ブロック
Ａ１ 第一領域
Ａ１１ 物理ブロック
Ａ２ 第二領域
Ａ２１ 物理ブロック

Claims (3)

1. フラッシュメモリーの物理領域を第一領域と第二領域に分割してなり、第一領域はデータを含む論理領域としてなると共に、第一領域は複数の補助領域が構成されてなり、第二領域はデータを含まない領域としてなり、書き込み時のローテーションに用いられてなり、フラッシュメモリーにデータを書き込む時は、下記の、
   （Ａ）第一領域１より非予定補助領域１１内の物理ブロック１１１を選定、
   （Ｂ）第二領域２より書き込み物理ブロック２１として物理ブロック２１を選定、
   （Ｃ）書き込み回数が予定値の倍数であるかを判断し、倍数であれば、下記のステップ（Ｄ）を実行し、倍数でなければ、下記のステップ（Ｅ）を実行、
   （Ｄ）その他の物理ブロック２１を第二領域２の書き込みブロックとして交換
   （Ｅ）第一領域１が選定する物理ブロック１１１のデータを第二領域２の物理ブロック２１に書き込み、
   （Ｆ）第一領域１が選定する物理ブロック１１１を第二領域２に移動し、第二領域２のデータの書き込まれた物理ブロック２１を第一領域１に移動、
   するステップ（Ａ）乃至（Ｆ）に従い実行されてなることを特徴としたフラッシュメモリーの分散書き込み方法。
2. 前記第一領域が選定する物理ブロックは第二領域に移動された後に直ちに第二領域の物理ブロックとしてなることを特徴とした請求項１に記載のフラッシュメモリーの分散書き込み方法。
3. 前記第二領域の既にデータの書き込まれた物理ブロックは第一領域に移動された後に直ちに第一領域の物理ブロックとしてなることを特徴とした請求項１に記載のフラッシュメモリー分散書き込み方法。
   

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